土力学与地基基础资(修改)

1 土力学与地基基础资料土力学与地基基础资料 土的物理性质及分类土的物理性质及分类 一 填空题一 填空题 1 土是由固体土颗粒 水 和 气体 三相组成的 2 粘性土的软硬状态由 液性指数 划分 据其将粘性土分为坚硬 硬塑 可塑 软塑 流塑五种不同的状 态 3 土的灵敏度越高 其结构性越强 受扰动后土的强度降低就越 多 4 土中液态水可分为 结合水 和自由水 5 土体中的结合水分为 强结合水 和 弱结合水 两大类 6 在土的三相比例指标中 三项基本的试验指标是 土的密度 土粒相对密度 含水量 它们分 别可以采用 环刀法 灌砂法 比重瓶法 和 烘干法 烧干法 炒干法 测定 7 工程上按 塑性指数 的大小对粘性土进行分类 将粘性土分为粘土和粉质粘土两大类 8 作为建筑地基的土 可分为岩石 碎石土 砂土 粉土 粘性土和人工填土 二 选择题二 选择题 1 下列指标可用来评价砂土密实度的是 B D A 含水量 B 孔隙比 C 土粒比重 D 相对密实度 2 颗粒级配曲线很陡时说明 A A 颗粒分布范围较小 B 颗粒分布范围较大 C 颗粒形状为扁平状 D 颗粒形状为针状 3 粘性土的塑性指数越大 说明 A B C D A 土粒比表面积越大 B 土粒吸附能力越强 C 土的可塑范围越大 D 粘粒 胶粒 粘土矿物含量越 多 4 不同状态下同一种土的重度由大到小排列顺序是 A A B C D sat d sat d d sat d sat 5 不均匀系数的表达式为 A A B C D 6 处于天然状态的砂土的密实度一般用 C 来测定 A 三轴试验 B 现场十字板剪切试验 C 标准贯入试验 D 荷载试验 三 简答题三 简答题 1 何谓土粒粒组 划分标准是什么 答 粒组是某一级粒径的变化范围 粒组划分的标准是粒径范围和土粒所具有的一般特征 粒径大小在一定 范围内的土粒 其矿物成分及性质都比较接近 就划分为一个粒组 10 60 d d Cu 60 10 d d Cu 1030 60 dd d Cu 1060 2 30 dd d Cu 2 土体中的应力土体中的应力 一 填空题一 填空题 1 地下水位的升降会引起土中自重应力的变化 地下水位升高则引起土体中的有效自重应力 减小 地下 水位下降引起土体中的有效自重应力 增加 2 计算自重应力时 地下水位以下的重度应取 有效重度 浮重度 3 为了简化计算 基底压力常近似按 直线 分布考虑 4 某均匀地基 已知其重度 17 6kN m3 则地面下深度为 3m 处由上部土层所产生的竖向自重应力为 52 8 kPa 5 已知某天然地基上的浅基础 基础底面尺寸为 3 5m 5 0m 埋深 2m 由上部结构传下的竖向荷载 F 4500kN 则基底压力为 297 kPa 二 选择题二 选择题 1 自重应力在均匀土层中呈 C 分布 A 折线 B 曲线 C 直线 D 均匀 2 地下水位升高会引起自重应力 B A 增大 B 减小 C 不变 D 不能确定 3 某场地自上而下的土层分布为 第一层粉土 厚 3m 重度为 18kN m3 第二层粘土 厚 5m 重度为 18 4kN m3 饱合重度 19kN m3 地下水位距地表 5m 则地表下 6m 处的竖向自重力等于 A sat A 99 8kPa B 109 8kPa C 111kPa D 109 2kPa 4 某柱下方形基础边长 2m 埋深 柱传给基础的竖向力 地下水位在地表下 0 5m 处 md5 1 kNF800 则基底压力等于 A A B C D kPa220kPa230kPa210kPa215 5 某均匀地基土 重度kN m3 则深度 1 5m 处土的竖向自重应力等于 A 7 16 A B C D kPa05 25kPa 5 21kPa65 32kPa 9 24 6 在条形均布荷载作用下 关于地基中的附加应力 正确的说法是 C A 附加应力沿深度成直线分布 B 在同一深度的水平面上 不可能存在附加应力相同的两个点 C 在荷载分布范围内任意点沿铅垂线的竖向附加应力值 随深度越向下越小 D 在荷载分布范围外任意点沿铅垂线的竖向附加应力值 随深度越向下越大 三 简答题三 简答题 1 计算地基附加应力时 有哪些假定 答 主要假定有 基础刚度为零 即基底作用的是柔性荷载 地基是均匀 连续 各向同性的线性变形 1 2 半无限体 2 简要介绍在中心和偏心荷载作用下基底压力的计算方法及基底压力分布特点 答 1 在中心荷载作用下 基底压力成均匀分布 基底压力按下式计算 式中 F 为上部结构传下来的竖向荷载 G 为基础及回填土的重量 A 为基础底面的面积 kkFG P A 3 2 在单向偏心荷载作用下 若偏心方向基底边长为 基底压力的大小及其分布情况有如下三种 l a 当 e b 6 时 基底压力呈梯形分布 最大和最小应力为 b 当 e b 6 时 基底压力呈三角形分布 基底边缘最大压力 c 当 e b 6 时 基底压力在基底一定范围内也呈三角形分布 基底边缘最大压力 式中 为另一边长 四 计算题四 计算题 1 某矩形基础的埋深 基础面积为 地面处由上部结构传来施加于基础中心的荷md2 mmlb25 1 载 Fk 400kN 地表下为均质粘土 土的重度 地下水水位距地表 1m 土的饱和重度 3 18mkN 求基底附加压力 3 5 19mkN sat 解 在埋深范围内 水位以上土层厚度 水位以下土层厚度 该基础为中心受压基础 基md1 1 md1 2 底压力为 基础底面处的自重应力 kPadd wsatc 5 27 21 则基底附加压力为 kPaPP c 8 135 5 27 3 163 0 土的压缩性和地基沉降计算土的压缩性和地基沉降计算 一 填空题一 填空题 1 评判土的压缩性类别时 采用的指标是 压缩系数 二 选择题二 选择题 1 下列描述正确的是 A A 在一般压力作用下 土的压缩可看作土中孔隙体积的减小 B 饱和土在排水固结过程 土始终是饱和的 土的饱和度和含水量是不变的 C 土体在压缩过程 土粒间的相对位置始终是不变的 D 在一般压力作用下 土体的压缩主要是由土粒受压破碎产生的 2 压缩系数 的下标1 2的含义是 C A 1 表示自重应力 2 表示附加应力 B 压力从 1MPa 增加到 2MPa C 压应力从 100kPa 增加到 200kPa D 无特定含义 仅是个符号而已 3 通过现场原位测试得到的压缩性指标包括 C A 压缩系数 B 压缩指数 C 变形模量 D 压缩模量 4 单向压缩分层总和法所采用的土的压缩性指标取自 B 测定的成果 A 三轴仪 B 压缩仪 C 直剪仪 D 旁压仪 5 对于单向固结沉降情况 下列叙述正确的有 C 2 l ae 12 40020 1 5 2 1 10 1 5 2 1 163 3 1 5 2 kk GGw FAdAdFG PkPa AA 21 a 21 a max min 6 1 kkFGe P Ab max 2kkFG P A max 2 3 kk k FG P ab b 4 A 土层的固结沉降与该层土的厚度成正比 B 土层的固结沉降与时间成正比 C 土层的固结沉降与该层土的有效应力图面积成正比 D 土层的固结沉降与外加荷载无关 三 简答题三 简答题 1 简述地基沉降计算的必要性及影响沉降大小的因素 答 由于土具有压缩性 地基承受建筑物荷载后 必然发生沉降 过大的沉降将危及建筑物和地下管线的 安全 也影响建筑物的使用功能 特别是因建筑物荷载分布不均或土层压缩性横向存在差异引起的差异沉降 会使上部结构产生较大的附加应力 可导致上部结构出现开裂等病害 因此 进行地基设计时 计算地基沉 降并将其控制在建筑物容许范围内 对于保证建筑物的正常使用 安全和经济 具有很大的意义 影响地基沉降大小的因素主要有 建筑物的重量及分布情况 地基土层的种类 各层土的厚度及横向 变化 土的压缩性大小 基础形式及埋深等 2 简述传统的和规范推荐的两种单向压缩分层总和法的区别 答 传统的单向压缩分层总和法按附加应力计算 规范推荐的单向压缩分层总和法则按附加应力图面积计 算 规范推荐的单向压缩分层总和法采用变形比法确定地基沉降计算深度 传统的单向压缩分层总和法则以 应力比法确定地基沉降计算深度 相对于传统方法 规范法的重要特点在于引入了沉降计算经验系数 以校 正计算值对实测值的偏差 如所取的沉降计算深度相同且未加经验修正 则两法的繁简程度和计算结果并无 差别 四 计算题四 计算题 1 某饱和粘土层的厚度为 8m 在土层表面大面积均布荷载作用下固结 设该土层的初始孔隙kPaP160 0 比 压缩系数 已知单面排水条件下加荷历时年时的固结度 求 0 1 e 1 3 0 MPaa1 t43 0 1 z U 该粘土层的最终固结沉降量 单面排水条件下加荷历时一年的沉降量 双面排水条件下达到单面排 水加荷历时一年的沉降量所需要的时间 解 1 求最终固结沉降量 粘土层中附加应力沿深度是均布的 z kPaP z 160 0 则最终固结沉降量 2 求单面排水条件下年时的沉降量 1 t 1 s mmsUs z 6 8219243 0 11 3 由于粘土层中附加应力沿深度是均布的 则初始孔隙水压力沿深度也是均布的 此时 不论是双面排 水还是单面排水 固结度与竖向固结时间系数符合同一关系 设双面排水条件下达到单面排水加荷历时一年 的沉降量所需要的时间为 则双面排水条件下时的固结度与单面排水条件下加荷历时一年的固结度相同 1 t 1 t 双面排水时的竖向固结时间系数与单面排水年时的竖向固结时间系数也必相同 1 t 1v T1 t 2v T 因 mmH e a s z 1928000 11 1600003 0 1 22 1 1 H c H tc T vv v 5 则由 12vv TT 可得 年25 0 4 1 1 t 土的抗剪强度土的抗剪强度 一 填空题一 填空题 1 根据莫尔 库仑破坏准则 土的抗剪强度指标包括 粘聚力 和 内摩擦角 2 土的抗剪强度有两种表达方法 一种是以 总应力 表示的抗剪强度总应力法 另一种是以 有效应力 表示的抗剪强度有效应力法 二 选择题二 选择题 1 建立土的极限平衡条件依据是 A A 极限应力圆与抗剪强度包线相切的几何关系 B 极限应力圆与抗剪强度包线相割的几何关系 C 整个莫尔圆位于抗剪强度包线的下方的几何关系 D 静力平衡条件 2 根据有效应力原理 只要 B 发生变化 土体强度就发生变化 A 总应力 B 有效应力 C 附加应力 D 自重应力 3 无侧限抗压强度试验可用来测定土的 D A 有效应力抗剪强度指标 B 固结度 C 压缩系数 D 灵敏度 三 简答题三 简答题 1 简述影响土抗剪强度的因素 答 影响土抗剪强度的因素主要有 1 土粒的矿物成分 颗粒形状与级配 颗粒越粗 表面越粗糙 棱角状颗粒 其内摩擦角越大 粘土 矿物成分不同 土粒表面薄膜水和电分子力不同 内聚力也不同 胶结物质可使内聚力增大 2 土的原始密度 原始密度越大 土粒间表面摩擦力和咬合力越大 即内摩擦角越大 同时 密度越 大 土粒紧密接触 土内聚力也越大 3 土的含水量 当含水量增加时 水分在土粒表面形成润滑剂 使内摩擦角减小 含水量增加也使薄 膜水变厚 则粒间电分子引力减弱 内聚力降低 4 土的结构 土的结构受扰动 则内聚力降低 5 试验方法和加荷速率 试验方法和加荷速率不同 特别在不同试验排水条件下 得到的抗剪强度数 值是不同的 2 简述影响无粘性土抗剪强度的因素 答 无粘性土的抗剪强度决定于有效法向应力和内摩擦角 密实砂土的内摩擦角与初始孔隙比 土粒表面的 2 1 2 1 2 4 2 H tc H tc T vv v 6 粗糙度以及颗粒级配等因素有关 初始孔隙比小 土粒表面粗糙 级配良好的砂土 其内摩擦角较大 松砂 的内摩擦角大致与干砂的天然休止角相等 无粘性土的强度性状还受各向异性 试样的沉积方法 应力历史 等因素影响 但其残余强度与应力历史等因素无关 残余强度内摩擦角决定于土的矿物成分 四 计算题四 计算题 1 某正常固结饱和粘性土试样 进行不固结不排水试验得 kPa 对同样的土进行固结不排水0 u 15 u c 试验得有效应力抗剪强度指标 求 0 c 30 1 如果试样在不排水条件下剪切破坏 破坏时的有效大主应力和小主应力是多少 2 如果试样某一面上的法向应力实然增加到 200kPa 法向应力刚增加时沿这个面的抗剪强度是多少 经很长时间后沿这个面的抗剪强度又是多少 解 1 设破坏时的有效大主应力和小主应力分别是 则在不排水条件下必然满足 1 3 1 又破坏时 处于极限平衡状态 则有 1 3 2 联立求解式 1 式 2 得 kPa45 1 kPa15 3 2 法向应力刚增加时 孔隙水来不及排出 属不排水条件 采用不固结不排水试验指标 得此时的抗剪 强度 kPa15 uuf tgc 经很长时间后 土样完成排水固结 采用有效应力抗剪强度指标 得此时抗剪强度 kPa11530200 tgtgc f 2 某饱和粘性土由固结不排水试验测得的有效抗剪强度指标为 kPac20 20 1 如果该土样受到总应力和的作用 测得孔隙水压力为 则该kPa200 1 kPa120 3 kPau100 试样是否会破坏 2 如果对该土样进行固结排水试验 围压 问该样破坏时应施加多大的偏压 kPa120 3 解 1 试样受到的有效应力分别为 kPau100100200 11 kPau20100120 33 与共同作用使土样处于极限平衡状态的有效大主应力为 3 11 kPacu15 2 31 30 2 45 2 2 45 2 1 2 13 tgtgctg 2 45 2 2 45 2 311 tgctg kPatgtg 9 97 2 20 45 202 2 20 45 20 2 7 因 故该土样会发生破坏 111 2 对于固结排水试验 有效应力和总应力相等 即 由此可得试样破坏时的大主应kPa120 33 力 1 则得该试样破坏时应施加的偏压 kPa 9 181 311 土压力和挡土墙土压力和挡土墙 一 填空题一 填空题 1 根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态 土压力可分为 静止土压力 主动土压力 和被动土 压力三种 2 在相同条件下 产生主动土压力所需的墙身位移量与产生被动土压力所需的墙身位移量的大小关系 a p 是 3 挡土墙墙后土体处于朗肯主动土压力状态时 土体剪切破坏面与竖直面的夹角为 当墙后土 体处于朗肯被动土压力状态时 土体剪切破坏面与水平面的夹角为 4 若挡土墙墙后填土抗剪强度指标为 则主动土压力系数等于 被动土压力系数c 等于 5 当墙后填土有地下水时 作用在墙背上的侧压力有土压力和 水压力 两部分 二 选择题二 选择题 1 按挡土墙结构特点 下列类型挡土墙属于重力式挡土墙的是 A A 石砌衡重式挡土墙 B 钢筋混凝土悬臂式挡土墙 C 柱板式挡土墙 D 锚定板式挡土墙 2 在相同条件下 主动土压力与被动土压力的大小关系是 B a E p E A B C D pa EE pa EE pa EE pa EE 3 若墙后填土为正常固结粘性土 其不固结不排水抗剪强度指标 与有效应力抗剪强度指标 为 cu c cu c 已知 填土的重度为 则静止土压力系数可表示为 C 0 K A B C D cu K sin1 0 2 0cu cK sin1 0 K 2 0 cK 4 若墙后为均质填土 无处荷载 填土抗剪强度指标为 填土的重度为 则根据朗肯土压力理论 c 墙后土体中自填土表面向下深度处的主动土压力强度是 D z A B C D 5 朗肯土压力理论与库仑土压力理论计算所得土压力相同的情况是 B 2 45 2 2 45 2 311 tgctg kPatgtg 9 301 2 20 45 202 2 20 45 120 2 pa 2 45 2 45 2 45 2 tg 2 45 2 tg 2 45 2 2 45 2 ctgztg 2 45 2 2 45 2 ctgztg 2 45 2 2 45 2 ctgztg 2 45 2 2 45 2 ctgztg 8 A 墙后填土为无粘性土 B 墙背直立 光滑 填土面水平 C 挡土墙的刚度无穷大 D 墙后无地下水 6 重要的 高度较大的挡土墙 墙后回填土一般不选用粘性土 主要原因是 B A 粘性土的粘聚强度需要很长的时间才能够生成 B 粘性土性能不稳定 渗水后可在挡土墙上产生较大的侧压力 C 采用粘性土分层填筑时 过干及过湿土的含水量难以调节 D 采用粘性土分层填筑时 需修筑排水设施 施工效率较低 三 简答题三 简答题 1 影响土压力因素有哪些 答 影响土压力的因素包括 墙的位移方向和位移量 墙后土体所处的应力状态 墙体材料 高度及结构形 式 墙后填土的性质 填土表面的形状 墙和地基之间的摩擦特性 地基的变形等 2 简述朗肯土压力理论的优缺点 答 朗肯土压力理论应用半空间中的应力状态和极限平衡理论计算土压力 概念比较明确 公式简单 应用 方便 对于粘性土和和无粘性土都可以用该公式直接计算 故在工程中得到青睐 但为了使墙后填土中的 应力状态 符合半空间应力状态 必须假设墙背是直立光滑的 填土南是水平的 因而使其应用范围受到限 制 并由于该理论忽略了墙背与填土之间摩擦的影响 使计算的主动土压力偏大 被动土压力偏小 3 简述库仑土压力理论的优缺点 答 库仑土压力理论根据墙后滑动土楔的静力平衡条件推导得出土压力计算公式 考虑了墙背与土之间的摩 擦力 并可用于墙背倾斜 填土面倾斜的情况 但由于该理论假设填土是无粘性土 因此不能用库仑公式 直接计算粘性填土的土压力 库仑土压力理论假设墙后填土破坏时 破裂面是一平面 而实际上是一曲面 因此 库仑土压力理论计算结果与按曲面的计算结果有出入 这种偏差在计算被动土压力时尤为严重 四 计算题四 计算题 1 某挡土墙墙高 h 6m 墙背直立 光滑 挡土面水平 填土的抗剪强度指标为 c 10kPa 填土的 22 重度 分别求主动土压力 被动土压力及其作用点位置 并绘出土压力分布图 3 18mkN 解 1 求主动土压力 在墙底处的主动土压力强度为 临界深度 主动土压力 主动土压力作用点距墙底的距离为 a z 2 45 2 2 45 2 tgctgh a kPatgtg6 35 2 22 45 102 2 22 45 618 2 m tg k c z a 65 1 2 22 45 18 102 2 0 mkN zhE aa 43 77 65 1 6 6 35 2 1 2 1 0 06 1 65 1 45 33 a hz zm 9 主动土压力分布图如图 1 6 4 所示 2 求被动土压力 在墙顶处的被动土压力强度为 在墙底处的被动土压力强度为 被动土压力 被动土压力作用点距墙底的距离为 p z 被动土压力分布图如图 1 6 5 所示 2 某挡土墙墙高 墙背直立 光滑 填土面水平 墙后填土共分两层 每层厚度 3m 上层土的物理mh6 力学性质指标 下层土的物理力学性质指标 kPac10 1 25 1 3 1 18mkN 0 2 c 分别求主动土压力 被动土压力及其作用点位置 并绘出土压力分布图 30 2 3 2 19mkN 解 1 求主动土压力 上层填土底面处的主动土压力强度为 1a 临界深度 下层填土顶面和底面处的主动土压力强度 分别为 1a 2a 2 45 2 2 45 2 0 tgctgh a kPatgtg 7 29 2 22 45 102 2 22 45 018 2 2 45 2 2 45 2 1 tgctgh a kPatgtg 0 267 2 22 45 102 2 22 45 618 2 mkNhE aap 1 8906 2677 29 2 1 2 1 01 m h z aa aa p 2 2 267 7 29 267 7 292 3 62 3 10 10 kPatgtgtgctgh a 2 9 2 25 45 102 2 25 45 318 2 45 2 2 45 2 1 1 1 2 111 m tg k c z a 74 1 2 25 45 18 1022 1 1 0 kPatgtgtgctgh a 18 2 30 45 02 2 30 45 318 2 45 2 2 45 22 2 22 111 2 45 2 2 45 2 2 22 22112 tgctghh a 10 主动土压力 主动土压力作用点距墙底的距离为 a z 主动土压力分布图如图 1 6 6 所示 2 求被动土压力 上层填土顶面和底面处的被动土压力强度 分别为 0p 1p 下层填土顶面和底面处的被动土压力强度 分别为 1p 2p 被动土压力 主动土压力作用点距墙底的距离为 p z 被动土压力分布图如图 1 6 7 所示 kPatgtg37 2 30 45 02 2 30 45 319318 2 mkNhzhE aaaa 3 883 3718 2 1 74 1 3 2 9 2 1 2 1 2 1 221011 aaaaaa E h h h h zh hzhz 3 2 1 2 3 2 1 2 212 2 21 01 2011 m46 1 3 88 1319 2 1 5 131842 3 26 1 2 9 2 1 kPatgtgc p 4 31 2 30 45 102 2 45 20 1 10 kPatgtgtgctgh p 4 164 2 25 45 102 2 25 45 318 2 45 2 2 45 21 1 12 111 kPatgtgtgctgh p 162 2 30 45 02 2 30 45 318 2 45 2 2 45 2 2 2 2 2 111 2 45 2 2 45 2 2 22 22112 tgctghh p kPatgtg333 2 30 45 02 2 30 45 319318 2 mkNhhE ppppp 2 10363 333162 2 1 3 4 164 4 31 2 1 2 1 2 1 221110 p aa aa aa aa aa aap E h h h hhz 3 2 2 1 3 2 2 1 2 21 21 212 1 10 10 2110 m13 2 2 1036 16573 2 1 16 1 3 38 195 2 1 11 第七章第七章 地基承载力与土坡稳定性地基承载力与土坡稳定性 一 填空题一 填空题 1 在荷载作用下 建筑物地基的破坏通常是由于承载力不足而引起的剪切破坏 地基剪切破坏的形式可分为 整体剪切破坏 局部剪切破坏 和 冲剪破坏 三种 2 典型的载荷试验曲线可以分成顺序发生的三个阶段 即压密变形阶段 局部剪损阶段和 整体剪切sp 破坏阶段 3 承载力因数是仅与 土的内摩擦角 有关的无量刚系数 4 由于 粘聚力 的存在 粘性土坡不会像无粘性土坡一样沿坡面表面滑动 二 选择题二 选择题 1 下面有关与的说法中 正确的是 A cr P 4 1 P A 与基础宽度无关 与基础宽度有关 cr Pb 4 1 Pb B 与基础宽度有关 与基础宽度无关 cr Pb 4 1 Pb C 与都与基础宽度有关 cr P 4 1 Pb D 与都与基础宽度无关 4 1 Pb 三 简答题三 简答题 1 地基破坏模式有哪几种 各有何特点 答 根据地基剪切破坏的特征 可将地基破坏分为整体剪切破坏 局部剪切破坏和冲剪破坏三种模式 1 整体剪切破坏 基底压力超过临塑荷载后 随着荷载的增加 剪切破坏区不断扩大 最后在地基中P 形成连续的滑动面 基础急剧下沉并可能向一侧倾斜 基础四周的地面明显降起 密实的砂土和硬粘 土较可能发生这种破坏形式 2 局部剪切破坏 随着荷载的增加 塑性区只发展到地基内某一范围 滑动面不延伸到地面而是终止在 地基内某一深度处 基础周围地面稍有隆起 地基会发生较大变形 但房屋一般不会倾倒 中等密实 砂土 松砂和软粘土都可能发生这种破坏形式 3 冲剪破坏 基础下软弱土发生垂直剪切破坏 使基础连续下沉 破坏时地基中无明显滑动面 基础四 12 周地面无隆起而是下陷 基础无明显倾斜 但发生较大沉降 对于压缩性较大的松砂和软土地基可能 发生这种破坏形式 2 地基变形分哪三个阶段 各阶段有何特点 答 采用荷载和沉降的关系曲线 如图 1 7 1 所示 从荷载开始施加至地基发生破坏 地基的变形经过ps 了三个阶段 1 线性变形阶段 相应于曲线的部分 由于荷载较小 地基 sp oa 主要产生压密变形 荷载与沉降关系接近于直线 此时土体中各点的剪应 力均小于抗剪强度 地基处于弹性平衡状态 2 塑性变形阶段 相应于曲线的部分 当荷载增加到超过点sp aba 压力时 荷载与沉降之间成曲线关系 此时土中局部范围内产生剪切破坏 即出现塑性变形区 随着荷载增加 剪切破坏区逐渐扩大 点所对应的b 荷载叫极限荷载 3 破坏阶段 相应于曲线的阶段 在这个阶段塑性区已发展到sp bc 形成一连续的滑动面 荷载略有增加沉降便急剧增加 地基丧失稳定 四 计算题四 计算题 1 一条形基础 宽度 埋深 建于均质粘土地基上 粘土重度 mb10 md2 3 5 16mkN 试求 若地下水位上升至基础底面处 此时是多少 粘土的浮重度 15 kPac15 4 1 p 4 1 p 计算的公式如下 3 7 8 mkN 4 1 p 解 水位上升前 水位上升后 岩土工程勘察岩土工程勘察 一 填空题一 填空题 1 岩土工程勘察规范 按照场地条件 地基土质条件 工程条件 将岩土工程勘察划分为三个等级 2 房屋建筑和构筑物岩土工程勘察 分为 可行性研究勘察 初步勘查 和 详细勘察 三个阶段 对 于工程地质条件复杂或有特殊施工要求的高重建筑地基 尚应进行施工勘察 3 可行性研究勘察的目的是为了对拟选场地的 稳定性 和 适宜性 做出工程地质评价和方案比较 d ctg bctgcd p 0 0 4 1 2 4 1 kPa ctg ctg p7 2012 5 16 2 14 3 180 14 3 1515 10 5 16 4 1 15152 5 16 14 3 4 1 kPa ctg ctg p 4 1762 5 16 2 14 3 180 14 3 1515 107 8 4 1 15152 5 16 14 3 4 1 13 二 选择题二 选择题 1 下列 B 项不属于原位测试 A 地基静载荷试验 B 固结试验 C 旁压试验 D 触探试验 2 软土是指 B A 含水量大于液限 标贯击数小于 2 的各种土 B 含水量大于液限 孔隙比大于或等于 1 的黏性土 C 含水量大于液限 孔隙比小于 1 的黏性土 D 地基承载力小于 100kPa 的土 浅基础常规设计浅基础常规设计 一 填空题一 填空题 1 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 根据地基复杂程度 建筑物规模和功能特征以及由于地基 问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度 将地基基础设计分为三个设计等级 2 按地基承载力确定基础底面积及埋深时 传至基础或承台底面上的荷载效应应按 正常使用极限 状态下 荷载效应的标准组合 相应的抗力应采用地基承载力特征值 3 计算地基变形时 传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的 准永久 组合 不 应计入风荷载和地震作用 相应的限值应为地基变形允许值 4 无筋扩展基础通常由砖 石 素混凝土 灰土和三合土等材料砌筑而成 这些材料都具有相对较好的 抗压 性能 但其 抗拉 抗剪 性能较低 因此 设计时必须保证基础内的拉应力和剪应力不超过基础材 料强度的设计值 5 扩展基础一般包括 钢筋混凝土墙下条形基础 和 钢筋混凝土柱下独立基础 6 基础埋置深度是指 基础底面 距地面的距离 7 除岩石地基外 天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的 1 15 桩箱或桩筏基 础的埋置深度 不计桩长 不宜小于建筑物高度的 1 18 1 20 8 地基基础设计首先应保证在上部结构荷载作用下 地基土不至于发生剪切破坏而失失稳且具有一定的安 全储备 因而 要求基底压力不大于 地基承载力特征值 9 在计算地基承载力修正特征值时 基础埋置深度一般自 室外地面标高 算起 在填方整平地区 可自 填土地面标高算起 但填土在上部结构施工后 应从 天然地面标高 算起 对于地下室 如采用箱形基础 或筏基时 基础埋置深度自 室外地面标高 算起 当采用独立基础或条形基础时 应从 室内地面标高 算起 10 无筋扩展基础确定截面尺寸 主要一点是满足刚性角要求 即 基础的外伸宽度与基础构造高度的比值 小于基础的允许宽高比 11 当基础承受柱子传来的荷载作用时 若柱子周边处基础的高度不够 就有可能发生 冲切破坏 即从 柱子周边起 沿 45 斜面拉裂 形成冲切角锥体 二 选择题二 选择题 14 1 下列哪一种情况可减少基底的附加压力 A A 设置地下室或半地下室 B 减小建筑物长高比 C 设置圈梁 D 调整建筑物某些部位的标高 2 在单向偏心荷载作用下 矩形基础最大的最小基底压力计算公式为 式中是指 A b A 偏心方向矩形基础边长 B 无偏心方向矩形基础边长 C 基础长边边长 D 基础短边边长 3 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 以理论公式临界荷载为基础 结合经验给出基础 4 1 p 荷载偏心距 A 的情况计算地基承载力特征值的公式 kcmdba cMdMbMf A 为偏心方向基础边长 B be033 0 bbe167 0 C D be25 0 be5 0 4 某墙下条形基础底面宽度 基础埋深 墙体传至地表的竖向荷载标mb2 1 md2 1 准值 弯矩标准值 则最大 最小基底压力值分别为 B mkNFk 180 mmkMk N36 A 260kPa 34kPa B 324kPa 24kPa C 365kPa 56kPa D 310kPa 26kPa 5 根据 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 承载力修正特征值公式 中的基础埋深的确定 下列说法正确的是 A B d A 一般自室外地面标高算起 B 在填方整平地区 可自填土地面标高算起 但填土在上部结构施工后完成时 应从天然地面标高算起 C 一般自室内地面标高算起 D 对于地下室基础为条形基础的情况 应从室外地面标高算起 6 关于基底压力计算公式 正确的说法是 AD d A F A GF p G A 为基础及台阶上回填土的质量 B 为从基础底面至室外地面的距离AdG G d C 为从基础底面至室外地面的距离 D 中 一般取 20kN m3d AdG G G 7 采用相邻柱基的沉降差控制地基变形的是 A B A 框架结构 B 单层排架结构 C 砌体结构 D 高耸结构 三 简答题三 简答题 1 简述浅基础的类型及特点 答 1 无筋扩展基础 无筋扩展基础通常由砖 石 素混凝土 灰土和三合土等材料砌筑而成 这些材料都具有相对较好的抗压性 能 但其抗拉 抗剪强度却往往较低 因此 设计时必须保证基础内的拉应力和剪应力不超过基础材料强度 的设计值 基础的相对高度都比较大 几乎不可能发生挠曲变形 所以此类基础也常称为刚性基础或刚性扩 展 大 基础 墓础形式有墙下条形基础和柱下独立基础 max min 6 1 k k kkkkk FGMFGe p AWAb 5 0 3 dbff mdbaka 15 2 钢筋混凝土基础 钢筋混凝土基础具有较强的抗弯 抗剪能力 适合于荷载大 且有力矩荷载的情况或地下水位以下 常做成 扩展基础 条形基础 筏形基础 箱形基础等形式 钢筋混凝土基础有很好的抗弯能力 能发挥钢筋的抗弯 性能及棍凝土抗压性能 适用范围宽广 很据上部结构特点 荷载大小和地质条件不同 钢筋混凝土基础可构成如下结构形式 1 扩展基础 钢筋混凝土扩展基础一般指钢筋混凝土墙下条形基础和钢筋混凝土柱下独立基础 基础的高 度不受台阶宽高比的限制 适宜需要 宽基浅埋 的场合下采有 2 柱下条形基础及十字交叉基础 如果柱子的荷载较大而土层的承载力较低 着采用柱下独立基础 基底 面积势必较大 在这种情况下可采用柱下单向条形基础 如果单向条形基础的底面积已能满足地基承载力要 求 只需减少基础之间的沉降差 则可在另一方向加设连梁 形成连梁式条形基础 如果柱网下的基础软弱 土的压缩性或柱荷载的分布沿两个柱列方向都很不均匀 一方面需要进一步扩大基础底面积 另一方百又要 求基础具有一定刚度以调整不均匀沉降 可沿纵横柱列设置条形基础而形成十字交叉条形基础 交叉条形基 础具有较大的整体刚度 在多层厂房 花卉较大的多层及高层框架中常被采用 3 筏形基础 当柱子或墙传过来的荷载很大 地基土较软 或者地下水常年在地下室的地坪以上 为了防 止地下水渗入室内以及有使用要求的情况下 往往需要把整个房屋 或地下室 底面做成一片连续的钢筋混 凝土板式基础 此类基础称为筏形基础或满堂基础 筏形基础有平板式和梁板式两种形式 平板式筏形基础 是在地基上做一块钢筋混凝土底板 柱子通过柱脚支承在底板上 梁板式基础分下梁板式和上梁板式 下梁 板式基础底板上面平整 可作建筑物底层地面 4 箱形基础 箱形基础是由钢筋混凝土顶 底板和纵横隔墙构成的有一定高度和空间的整体性结构 箱形 基础具有较大的基础底面 较深的埋置尝试和中空的结构形式 使开挖卸去的土抵偿了上部结构传过来的部 分花卉在地基中引起的附加应力 补偿效应 所以 与一般实体基础 扩展基础和柱下条形基础 相比 它能显著提高地基稳定性 降低基础沉降量 2 简述刚性基础设计要求 答 刚性基础设计时为保证基础内的拉应力和剪应力不超过基础材料强度的设计值 基础相对高度要较大 实现这一目标 需通过对基础剖面尺寸进行限制 即基础的外伸宽度与基础高度的比值 称为无筋扩展基础 台阶宽高比 应小于规范规定的台阶宽高比的允许值 这样 基础几乎不可能发生挠曲变形 根据无筋扩展 基础台阶的允许宽高比 在确定基础底面尺寸后 应使其高度满足下式 2 0 tg bb H 式中 为基础的高度 为刚性角 为基础台阶的允许宽高比 为基础底面宽度 为H tgb 0 b 墙或柱的宽度 若不满足上式时 可增加基础高度 或选择允许宽高比值较大的材料 如仍不满足 则需改用钢筋混凝土扩 展基础 在同样荷载和基础尺寸的条件下 钢筋混凝土基础构造高度较小 适宜宽基浅埋的情况 3 选择基础埋置深度时应考虑哪些因素 答 基础埋置深度是指基础底面距地面的距离 在满足地基稳定和变形的条件下 基础应尽量浅埋 确定基 础埋深时应综合考虑如下因素 建筑物的用途 有无地下室 设备基础和地下设施 以及基础的形式和 16 构造 作用在地基上的荷载大小和性质 工程地质条件与水文地质条件 相邻建筑物的基础埋深 地基土的冻胀和融陷的影响 4 地基基础设计基本验算要求有哪些 答 根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度 地基基础设计应符合 下列基本要求 地基土体强度条件 要求所有建筑物基础底面尺寸均应满足地基承载力计算的有关规定 地基变形条件 设计等级为甲级 乙级和部分丙级的建筑物 应按地基变形设计 应作变形验算 地 基稳定性验算 经常受水平荷载作用的高层建筑 高耸结构和挡土 墙等 尚应验算其稳定性 基坑工程应 进行稳定性验算 建筑物抗浮验算 当地下水埋藏较浅 建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时 尚 应进行抗浮验算 5 简述天然地基上浅基础设计内容与步骤 答 天然地基上浅基础设计内容与步骤 确定地基基础设计等级 根据上部结构形式 荷载大小选择基础的 结构形式 材料并进行平面布置 确定基础的埋置深度 确定地基承载力特征值 根据基础顶面荷载值及持 力层地基承载力 初步计算基础底面尺寸 若地基持力层下部存在软弱土层 则需验算软弱下卧层的承载力 甲级 乙级建筑物及部分丙级建筑物应进行变形验算 基础剖面及结构设计 绘制施工图 编制施工说明书 如有不满足要求的情况 可对基础尺寸进行调整 如改变基础埋深或加大基础底面尺寸 直至满足要求为止 6 为减小建筑物不均匀沉降危害建筑设计应考虑采取哪些措施 答 1 在满足使用和其他要求的前提下 建筑物的体型应力求简单 2 控制长高比及合理布置墙体 3 设置沉降缝 4 相邻建筑物基础间满足净距要求 5 调整建筑设计标高 7 为减小建筑物不均匀沉降危害在结构上应考虑采取哪些措施 答 1 减轻建筑物 自重 2 减少或调整基底附加压力 3 设置圈梁 4 采用连续基础或桩基础 8 为减小均匀沉降危害在施工中应注意哪些问题 答 1 合理安排施工顺序 2 在软土地基上开挖基坑时 要尽量不扰动土的原状结构 3 在新建基 础 建筑物侧边不宜堆放大量的建筑材料或弃土等重物 4 活载较大的建筑物 有条件时可先堆载预压 5 注意打桩 降低地下水 基坑开挖对邻近建筑物可能产生的不利影响 9 哪些地基基础应进行抗震验算 如何验算 答 根据 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 的有关规定 天然地基上有抗震设防要求的一些建筑物 基础底面尺寸应按地基基础抗震验算进行确定 对于下列情况的建筑物可不进行地基基础的抗震承载力验算 砌体房屋 地基的主要受力层范围内不存在软弱粘土层的下列建筑 a 一般的单层厂房和一般的空旷房 屋 b 不超过 8 层且高度在 25m 以下的一般民用框架房屋 基础荷载与 b 项相当的多层框架厂房 该规 范规定可不进行抗震验算的建筑 对于上述情况以外的建筑物都应进行地基基础的抗震验算 验算天然地基 地震作用下的竖向承载力时 按地震作用效应标准组合的基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下式要求 两式中 为相应于地震效应标准组合时的基底平均压力 aE fp aE fp2 1 max p max p 基底边缘最大压力值 kPa 为地基抗震承载力 kPa 为地基抗震承载力调整系 aE f aaaE ff a 数 为深宽修正后的地基承载力特征值 kPa a f 17 10 对于有偏心荷载作用的情况 如何根据持力层承载力确定基础底面尺寸 答 对于偏心荷载作用下的基础底面尺寸常采用试算法确定 计算方法如下 1 先按中心荷载作用条件 由 初步估算基础底面尺寸 2 根据偏心程度 将基础底面积扩大 10 40 并以适当的比例确定矩形基础的长边和短边长度 一般 取长边长度为 1 2 倍的短边长度 3 计算基底最大压力 计算基底平均压力 并使其满足 的要求 式中 ak fp ak fp2 1 max k p 为相应于荷载效应标准组合时的基底平均压力 基底边缘最大压力值 kPa 为修正后的地基持力 maxk p a f 层承载力特征值 这一计算过程可能要经过几次试算方能确定合适的基础底面尺寸 四 计算题四 计算题 1 某场地土层分布及各项物理力学指标如图所示 若在该场地拟建下列基础 柱下扩展基 础 底面尺寸为 2 6m 4 8m 基础底面设置于粉质粘土层顶面 高层箱形基础 底面尺寸 12m 45m 基础埋深为 4 2m 试确定这两种情况下持力层承载力修正特征值